Gázcsapda-növényekkel enyhítenék a felmelegedést

Több szén-dioxidot nyelnek el a növények levelei - ezt sikerült nemrégiben elérniük japán kutatóknak. A felfedezés segíthet a klímaváltozás hatásainak enyhítésében és bolygónk egyre növekvő népességének élelmiszer ellátásában is.

A Kiotói Egyetem kutatócsoportja a csírázóban lévő magvakat egy speciális fehérjeoldatba áztatta, aminek hatására jelentősen megnőtt a növények sztómáinak, azaz gázcserenyílásainak száma. A kutatásokat vezető biológus, Ikuko Hara-Nishimura elmondása szerint a növényi levelek ezáltal több szén-dioxidot tudtak felvenni a légkörből, és több oxigént visszabocsátani.

Apró légréseken keresztül vonódik ki a légköri CO₂

A gázcserenyílások a leveleken találhatók, a levél fonákján nagyobb, míg a színén kisebb számban vannak jelen. Mikroszkopikus méretű ablakokként működnek, rajtuk keresztül zajlik a növény szén-dioxid-oxigén gázcseréje és a párologtatás is.

A sztómák megnövekedett száma azt jelenti, hogy több, a légkörben jelenlévő szén-dioxidot befogadni képes légrés van jelen, ami hozzájárulhat az üvegházgáz légköri koncentrációjának csökkentéséhez.

A japán kutatócsoport egy zsázsafélén (arabidopsis thaliana) kísérletezett. Ezt a növényt széles körben használják biológiai kísérletekben: ez volt például az első növény, amelynek összeállították a géntérképét

Növényi fosszíliákat tanulmányozva, más kutatók érdekes összefüggést fedeztek fel a gázcserenyílások és a légköri CO₂-szint között. Azok a növények, amelyek nagyobb CO₂-koncentrációjú, meleg klímaperiódusban fejlődtek ki, nagyobb, de kevesebb gázcserenyílással rendelkeztek, mint azok a fajok, amelyek hidegebb, alacsonyabb CO₂-koncentrációjú körülmények között jelentek meg. Ez azzal magyarázható, hogy a sok kisebb sztóma hatékonyabb gázcserét tesz lehetővé a levél és az atmoszféra között, mint a kevés nagy légrés.

Háromszoros sztómaszám az ideális

A kísérletekhez a kutatók egy zsázsafélét, latin nevén az Arabidopsist használták, ami rövid, mindössze két hónapos élettartama miatt széles körben elterjedt a biológiai kutatások terén. A kutatók arra az eredményre jutottak, hogy a gázcserenyílások száma egyenes arányban áll a proteinoldat koncentrációjával. Az eljárás során sikerült megnégyszerezniük a sztómák számát egy átlagos növényhez képest.

Ideális esetben azonban csak két-háromszorosára érdemes a nyílások számát növelni, ugyanis a túl sok pórus akadályozza a többi sejt működést. Hara-Nishimura szerint az általuk használt proteinoldatot könnyű előállítani, ám költséges a folyamat, ezért egy olcsóbb megoldáson dolgoznak jelenleg. A kutató hozzátette, hogy alternatíva lehet a növények genetikai módosítása is.

Intenzívebb fotoszintézis, jobb élelmiszerforrás

Egy másik jótékony hatásra is fény derült a japán kutatás révén: a módosított növények több keményítőt állítanak elő a fotoszintézis során. A fotoszintézis az a folyamat, amely révén a zöld növények gázcserenyílásaikon keresztül szén-dioxidot vesznek fel a légkörből, és a gázból, valamint vízből a Nap energiájának felhasználásával a növekedéshez és fejlődéshez szükséges cukrokat és egyéb szerves anyagokat állítanak elő. A folyamat során oxigén is keletkezik.

A több keményítő egyrészt az élelmiszerek, másrészt nagyobb mennyiségben lehetne előállítani a bioüzemanyagok nyersanyagait. Ezzel egyrészt mérsékelni lehetne az éhínségek okozta pusztításokat, másrészt a zöld üzemanyagok nagyobb léptékű elterjedését is elősegíthetné.